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臥式雙面十軸鉆組合機床夾具及液壓系統(tǒng)設(shè)計(參考版)

2024-09-01 21:21本頁面
  

【正文】 油缸的選擇參數(shù) 計算 。 當(dāng)壓力低于預(yù)定壓力時,壓力繼電器又接通電機,繼續(xù)使油泵供油。 (3)液壓夾具的基本回路的原理圖如下見圖 82: 圖 82 液壓夾具的基本回路的原理圖 在這里為了保障加工的順利進行,采用帶有聯(lián)鎖裝置的穩(wěn)壓回路。集成塊連接是元件與元件直接接觸,用長螺栓桿連在一起組成回路,其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小,組裝維修方便、密封簡單、漏油部位少,但元件之間密合要求較高,制造精度較高,制造成本較高。管式連接是以油管和接頭連接成的回路,其特點是靈活性大,易實現(xiàn)各種 方案的回路控制,但是管路松散,安裝、維修不夠方便;摩擦阻力和壓力損失比較大,加劇徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 23 油液溫度升高。 液壓裝置傳動部分基本回路的設(shè)計 (1)液壓傳動基本回路的要求:必須保證系統(tǒng)有穩(wěn)定的工作壓力,由于加工零件不同,切削條件不一樣,所采用的夾具也是不一樣的,因此對夾緊力的要求也是不一樣的,所以,一個 液壓源欲能適應(yīng)各種不同的要求,在系統(tǒng)中必須設(shè)置穩(wěn)壓回路和調(diào)壓回路;當(dāng)有多缸同時工作時,要求在時間和空間上協(xié)調(diào)一致,不應(yīng)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,在設(shè)計壓力系統(tǒng)時,應(yīng)設(shè)計多缸之間的配合回路或者是相互獨立的回路;在大批量生產(chǎn)中,為節(jié)約輔助時間,要求在一個工作循環(huán)完畢之后,能自動換向,以便于操作者裝卸工件,因此系統(tǒng)必須設(shè)有換向回路;要確保安全,管路應(yīng)盡可能的簡單、維修方便。 (5)定位夾緊機構(gòu)是使工件得到正確的定位及可靠的夾緊的。 (4)輔助裝置的設(shè)計與選擇:輔助裝置是夜壓部分的主要附件,是用于連接各個傳動裝置的零部件,以確保液壓系統(tǒng)的安全、可靠工作的重要保障。 (3)執(zhí)行部分的設(shè)計與選擇:執(zhí)行部分主要是指將壓力能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置,以達(dá)到直接驅(qū)動夾具上的夾緊機構(gòu)動作的目的,常用元件有:直動液壓缸;回轉(zhuǎn)液壓缸兩種。 (2)控制部分的設(shè)計與選擇:控制部分主要 是指保證系統(tǒng)各個部分準(zhǔn)確的按照設(shè)計的要求完成負(fù)載 —— 過載保護 —— 切換 —— 空載這樣一個循環(huán)過程。常用元件有電動泵、手動泵、氣液增壓器、液壓增壓器等。 因此,在液壓傳動裝置的設(shè)計過程中,盡可能的揚長避短,使其充分發(fā)揮液壓系統(tǒng)的優(yōu)點。 由于液壓傳動具有以上特點,所以在機床和機床夾具中得到了廣泛應(yīng)用。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 21 圖 81 夾緊示意圖 液壓夾緊機構(gòu) 液壓機構(gòu)的特點 (與氣壓傳動相比) (1)液體的工作壓力比氣體的工作壓力高,一般為 ~ 兆帕,有時可達(dá) 兆帕以上。 夾緊動力機構(gòu)的選擇 該機床的夾緊動力機構(gòu)采用液壓機構(gòu)。 夾緊機構(gòu)的選擇 夾緊機構(gòu)采用壓板。 (4)夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程序、工件效率應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng) .結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單 ,便于制造與維修。 (2)夾緊力要適當(dāng) ,即要保證工件在加工過程中定位的穩(wěn)定性 ,又要防止因夾緊力過大損傷工件表面及夾緊變形 。 通常把夾緊元件和中間傳動機構(gòu)統(tǒng)稱為夾緊機構(gòu)。通過它和工件受壓表面的直接接觸而完成夾緊動作。通常是指機動夾緊時所用的氣動、液壓、電動等動力裝置。因而油缸產(chǎn)生的夾緊力不需用來抵消用手動螺旋夾緊時產(chǎn)生的扭距,它只需用來阻止加工工件時產(chǎn)生的振動即可,那樣的話所選的油缸能夠滿足本夾具的要求 結(jié)論 :由上述計算和分析可知動螺旋夾緊機構(gòu)的夾緊力為 10000N、螺旋杠桿夾緊機構(gòu)的夾緊力為 、油缸的夾緊力為 。 由上分析可列出力矩平衡方程見式( ) 。實際上菱形定位銷允許承受一部分切削力并防止工件產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。所以只需計算防止工件轉(zhuǎn)動時的夾緊力值并和上章所計算出的夾緊力進行比較,得出本夾具的夾緊力是否滿足要求。 P =P1 + P2 + ?? + Pn = Σ Pi 式 () 切削合力作用的坐標(biāo)位置( x,y)的計算公式見式 ()。 由于組合機 床通常都是多刀加工機床,在工件的同一面上有許多刀具同時切削,因此必須求出切削合力的大小及作用的位置。 刮削端面: 需要考慮垂直切削力和軸向切削力。對于不同的工藝方法,其主切削 力也不同: 鉆孔和擴孔:只考慮軸向走刀抗力 P。 計算切削力及切削合力作用的位置 為了確定夾緊力,必須先計算切削力。由此可見自鎖夾緊機構(gòu)比直接夾緊機構(gòu)要可靠的多。 自鎖夾緊機構(gòu)在夾緊工件以后,當(dāng) 切削力作用在于夾緊力相反的方向上時,按照自 鎖機構(gòu)的特性,如果夾緊系統(tǒng)是絕對剛性的話(實際上時有變形的),銑 削力有多大,夾緊徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 17 機構(gòu)的反作用力就有多大。因此通常只在切削力較小和切削過程比較平穩(wěn)的情況下,例如在鉸孔,精鏜孔和攻絲機床上,才采用直接夾緊機構(gòu)。 (5)確定夾緊力時必須考慮夾緊機構(gòu)的特性。 在個面同時加工時應(yīng)按相對的兩個方向上的切削力不能互相抵消的最壞情況來確定所需的夾緊力。在這種情況下通常要求夾緊機構(gòu)具有調(diào)節(jié)夾緊力的可能性。 (3)組 合機床夾具是保證加工精度的主要部件,因此,要注意工件夾緊后產(chǎn)生的變形對加工精度的影響,尤其在工件剛性差,精度要求高的情況下。 當(dāng)各種刀具同時工作時,切削力的方向和合力中心的位置也是經(jīng)常變化的,因此在設(shè)計夾緊機構(gòu)時,不僅要注意到切削力的大小,而且還要注意到切削力的方向及其合力中心的位置 . (2)由于工件材料硬度不均勻,加工余量不均勻和刀具磨鈍等因素的影響,往往是實際的切削力大大增加。 確定夾緊力時應(yīng)當(dāng)注意的幾個問題 (1)合機床通常都是多面多工序同時加工,在一臺機床上往往有 大量刀具同時工作,粗加工時切削力都很大,例如在多軸鉆床上加工時,其軸向切削力甚至可達(dá)數(shù)千公斤以上,因此夾緊機構(gòu)便在很大的切削力作用下工作。 在實際夾具設(shè)計中,對于夾緊力的大小并非在所有情況下都要計算確定。精加工時取 K=~ 2。由機床夾具設(shè)計手冊可知, 實際所需夾緊力見式 ()。 計算夾緊力,通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)以簡化計算。 在保證機床正常和可靠工作的條件下,夾緊力愈小愈好。在這些 條件下,切削力可根據(jù)切削原理中的計算公式或計算圖表求得,而所需的夾緊力可以從解工件在夾壓后的靜力平衡問題來求得。而且,夾緊力也還取決于一系列其它的因素,例如接觸表面的光潔度,工藝系統(tǒng)的剛性等等,因此確定切削力和所需夾緊力的大小,就是一個比較復(fù)雜的問題,實際上不可能完全準(zhǔn)確的確定切削力和所需夾緊力的大小,而只能做很粗略的估算。重力的大小和方向是 不變的,而切削力的大小和方向在切削過程中是不斷變化的。 夾緊力的大小的確定 夾緊機與選擇構(gòu)和適當(dāng)?shù)膭恿鲃友b置,就必須確定所需夾緊力的大小。 當(dāng)夾緊力不足以完全防止工件移動時, 可以允許由定位銷來承受部分切削力,或采用輔助支承來承受平行與主要基準(zhǔn)面的切削力,這樣便可以減少所需的夾緊力。 (3)夾緊力和切削力的方向互相垂直,這種情況比較多見,此時,切削力是依靠夾緊徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 力所產(chǎn)生的摩擦力來抵制的,因此所需的夾緊力也很大。 夾緊力和切削力的相關(guān)方向可以有下列三種典型的情況: (1)夾緊力和切削力的方向一致,這一情況最為有利,通常所需的夾緊力較小。 切削力的大小和方向,是確定夾緊方向的另一 個重要因素。夾緊力的方向應(yīng)朝向工件在夾具上定位時的主要基準(zhǔn)面,因為這對于保證夾緊后工件定位的穩(wěn)定性和減少工件的夾緊變形都是有利的。但是,要實現(xiàn)多點夾緊,并不等于每一個夾緊部位都需要有自己單獨的夾緊裝置,可以借助改變壓板的形狀和采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)來 實現(xiàn)。為此,夾緊點應(yīng)力求對著定位支承面,輔助支承要盡量地布置在接近被加工表面處。為此,夾緊應(yīng)作用在工件剛性最好的部位,即夾緊部位應(yīng)盡量靠近工件的壁和筋,并要避免設(shè)在工件被加工孔的上方。為此必須避免產(chǎn)生能使工件離開夾具定位表面的力系和力矩系,加緊力的作用點應(yīng)在工件定位支撐面之上,或落在由諸支承塊所連成的面積范圍內(nèi)。 選擇夾緊力的作用點時的注意事項 夾緊力的作用點是指夾緊時,夾緊元件與工件表面的接觸位置。 ㎜ ) 式 () 式中 MC ﹑ MK —— 切削轉(zhuǎn)矩各項系數(shù) ? , ? 工序內(nèi)容 v(m/min) f(mm/r) 1 鉆φ 3的孔 18 2 鉆φ 3的孔 18 3 鉆φ 3的孔 18 4 鉆φ 3的孔 18 5 鉆φ 13的孔 18 6 鉆φ 13的孔 18 7 鉆φ 13的孔 18 8 鉆φ 13的孔 18 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 MZ ﹑ My —— 切削轉(zhuǎn)矩各項指數(shù) ? , ? f —— 切削用量 M—— 切削轉(zhuǎn)矩 切削功率見式 () 30oMFT d? ( KW ) 式 () 式中 T —— 切削功率 KW M —— 切削轉(zhuǎn)矩 N 左右軸箱的切削用量 見表 61,表 62。39。f 分別為 , , ,由于所選擇的進給量39。查表 得,徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 鉆頭強度所允許進給量 39。f =(~ ) =(~ ) mmr , 查此鉆床說明書取 mmf r? , 同上, 鉆 13? 的孔取 r? , 鉆 ? 的孔取 r? , 鉆 18? 的孔取 r? 。 鉆 18? 的孔時, f? ~ 。 鉆 ? 的孔時, f? ~ 。 查機械加工工藝手冊 P342表 : 鉆 3? 的孔選用 ? 標(biāo)準(zhǔn)直柄麻花鉆,鉆 13? 的孔選用 ? 的標(biāo)準(zhǔn)直柄麻花鉆,鉆? 的孔選用 15? 的標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆,鉆 18? 的孔選用 ? 的標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆。目前組合機床切削用量的選擇,主要是參照現(xiàn) 場操用切削用量的情況,并根據(jù)多年來積累的一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)來進行。組合機床大多為多刀加工,而且常常是多種刀具(如鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等)同時工作。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 6 機床的切削力計算 組合機床切削用量的選擇 組合機床合理的選擇切削用量,即確定合理的切削速度和工作進給量。 (3)技術(shù)設(shè)計:它是根據(jù)總體設(shè)計已確定的“三圖一卡”,設(shè)計機床各專用部件正式總圖,如設(shè)計夾具、多軸箱等裝配圖以及根據(jù)運動部件有關(guān)參數(shù)和機床循環(huán)要求,設(shè)計液壓和電器控制原理圖,并按設(shè)計程序作必要的計算和驗算,對前階段中初 定的數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)做相應(yīng)的調(diào)整和修改。方案制 定的正確與否,將直接影響機床能否滿足加工要求,能否保證加工精度和生產(chǎn)率,并且結(jié)構(gòu)簡單、成本較低和使用方便。 (2)總體方案的設(shè)計:總體方案的設(shè)計主要包括制定工藝方案 (確定零件在組合機床上完成的工藝內(nèi)容及加工方法,選擇定位基準(zhǔn)和夾緊部位,決定工步和刀具種類及其結(jié)構(gòu)形式,選擇切削用量等 )、確定機床配置形式、制定影響機床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)形式。 因此,依據(jù)零件的加工工藝要求,擬采用臥式三工位多軸同時加工的組合鉆床。 (4)由于組合機床大多數(shù)零、部件是同類的通用部件,這就簡化了機床的維修和修理。 (2)組合機床可進行多面,多工位,多軸,多刀同時加工,故是實現(xiàn)集中工序的最好途徑,可以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)工件加工的需要,用這些通用部件配以部分專用部件就可組成機床,這就是組合機床它有如下優(yōu)點。 所以,在總結(jié)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,提出創(chuàng)造高效率的機床:它既有專用床效率高結(jié)構(gòu)簡單的特點,又有萬能機床能夠重新調(diào)整,以適應(yīng)新工件加工的特點。專用機床是專門用于加工一種工件或一種工件的一定工序的機床,它可以同時用許多刀具進行切削,機床的輔助動作部分的實現(xiàn)了自動化,結(jié)構(gòu)也比萬能機床簡單,生產(chǎn)效率提高了。因為在某臺機床上總是加工一種工件,是萬能機床的很多部件和機構(gòu)變得作用不大,工人整天忙于裝夾工件、啟動機床、進刀退刀、停車及卸工件等,不僅工人勞動強度很大,而且生產(chǎn)效率也不高,不利于保證產(chǎn)品加工精度。在過去的許
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